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        샴 네트워크 기반의 적은 데이터셋을 이용한 유사한 형태의 특정 객체 인식 연구

        곽정훈,양견모,이종일,김민규,서갑호 제어·로봇·시스템학회 2022 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.28 No.9

        Target object recognition by a mobile robot is based on deep learning. To train a deep learning model to differentiate between target and non-target objects, a sufficiently large dataset that can extract features for classifying objects is required. In a general working environment, securing a sufficiently large dataset is difficult because the number of people designated as workers is constantly changing. Classifying the shapes of objects that are similar requires larger datasets than classifying the shapes of objects that are not similar. Therefore, a method for recognizing target objects with similar shapes using a small dataset is required. This paper proposes a Siamese-network–based target object recognition method for recognizing objects with similar shapes based on a small dataset. A trained Siamese network is used to recognize whether the input object is the target object based on its similarity to the target object. The results of target object recognition using the proposed method were experimentally analyzed. Further, ResNet-50 was used to evaluate the performance of the proposed method. Our findings show that the proposed method recognized objects with a difference of approximately 6% using a small dataset, indicating its higher efficiency than the classification-based object recognition method. .

      • 수직 종형퇴비화시설에서의 산란계분 퇴비화 특성 조사 연구

        곽정훈,김재환,조승희,정광화,최동윤,정의수,정만순,강희설,라창식,Kwag, J.H.,Kim, J.H.,Cho, S.H.,Jeong, K.H.,Choi, D.Y.,Jeong, Y.S.,Jeong, M.S.,Kang, H.S.,Ra, C.S. 한국축산환경학회 2010 축산시설환경학회지 Vol.16 No.3

        산란계농가에서 설치되어 운영되고 있는 수직종형 퇴비화시설에 대한 수분증발량에 대한 조사결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 수직종형 퇴비화 시설 설치농가 2호를 선정하여 사육규모 등 일반현황과 운영실태를 조사한 결과, 조사농가의 평균 산란계 사육수수 각각 39,971수 및 116,650수 였으며, 조사계절별로 사육수수의 변동은 2% 이내로 일정한 사육수수를 사육하고 있는 것으로 조사되었다. 2. 조사농가의 계절별 평균 발효조내 온도는 조사농가 모두 발효조내 온도가 발효초기에는 각각 $60^{\circ}C$, $54^{\circ}C$로 농가 간에 약간의 차이가 있었으나, 퇴비화과정중에는 평균 발효온도가 $60^{\circ}C$ 이상을 지속적으로 유지하고 있는 것으로 조사되었다. 3. 계절별로는 동절기에 발효조내 발효온도가 조사 농가 모두 타계절에 비하여 낮은 것으로 조사되었다. 4. 농가별로 계분의 수분 함량을 분석한 결과 A농장의 경우 전반기 평균 74.9%, 후반기 73.8%로 약간의 차이를 보였으며, 조사농가 B의 경우에는 전 후반기 평균 수분함량은 각각 66.8%, 64.3%로 A 농장에 비해서 수분함량이 10.8%~12.8%정도 낮은 것으로 조사되었다. 5. 농가별 수분 감소량은 A농장의 경우 평균 수분 감소량이 20.6%로 조사되었으며, B농장은 34.0%로 B농장이 A 농장에 비하여 약 13.4% 정도 수분증발량이 높은 것으로 조사되었다. 6. 비료성분 함량중 질소성분의 경우 A농가에서는 질소성분이 0.8%로 높은 반면에 B농가에서는 0.52%로 약 35% 정도 질소성분이 낮은 것으로 조사되었으며, 이에 따른 OM/N비도 조사 A, B농가 각각 36.8, 84.4의 농가별로 차이를 보이는 것으로 조사되었다. Using a vertical composting system in layer farms, the composting process was characterized in terms of temperature variation, change of moisture contents, fertilizer ingredient and so on. In this study, two types of layer farms were examined. The layer manure was produced as 3,300 and 116,650 kg/day for Farm A and Farm B, respectively. Also, their average moisture contents were 74.4% (Farm A) and 65.6 % (Farm B). The inside temperature of composting in Farm A was varied in the range of 50 to $70^{\circ}C$, and moisture content of it decreased from 59.5% to 20.6% at the edge of vertical composting system. While in Farm B, composting temperature was fluctuated between 50 and $65^{\circ}C$ and moisture content declined from 34.0% to 13.4% at the end of vertical composting system. The fertilizer ingredients such as T-N, $P_2O_5$ and $K_2O$ were not significantly influenced by seasonal effect. Their values were changed in the range of 0.90% to 0.47% for T-N, 0.16% to 0.42% for $P_2O_5$, and 0.22% to 0.28 for $K_2O$, respectively. Also, OM/N ratio was varied from 36.8 to 84.4.

      • 슬러리 돈사에서의 슬러리 발생량 및 주요성분 재설정 연구

        곽정훈,최동윤,김재환,정광화,박치호,정만순,한명석,강희설,라창식,Kwag, J.H.,Choi, D.Y.,Kim, J.H.,Jeong, K.H.,Park, C.H.,Jeong, M.S.,Han, M.S.,Kang, H.S.,Ra, C.S. 한국축산환경학회 2009 축산시설환경학회지 Vol.15 No.2

        양돈농가에서의 돼지의 성장단계별 슬러리 돈사에서 발생되는 슬러리의 량 및 오염물질의 특성을 살펴보면 다음과 같다. 1. 양돈 농가에서의 슬러리 발생량 조사는 봄, 여름, 가을 및 겨울 등 4계절로 구분하여 조사한 결과 평균 슬러리 발생량은 봄철 5.83kg/일/두, 여름철 5.88, 가을철 5.77 및 겨울철 5.62kg/두/일로 평균 5.78kg/두/일 인 것으로 조사되었으나, 이를 평균 돼지체중 60kg을 기준으로 하여 돼지의 슬러리 발생량을 환산하면 평균 4.49kg/두/일 인 것으로 조사되었다. 2. 돼지슬러리의 수분함량은 평균 95.5%로 조사되었으며, 자돈의 경우 수분함량은 평균 95.5%였으나 여름철에 96.5%로 타계절에 비하여 약간 높은 것으로 조사되었으며, 육성 비육돈의 경우에는 평균 수분 함량이 93.9%로 자돈사 및 분만사의 평균 수분 함량인 95.4% 및 97.2% 보나 낮은 것으로 조사되었다 (p<005). 3. 슬러리의 비료성분은 돼지의 성장단계에 따라 다른 것으로 조사되었으며 N성분의 경우 자돈사 0.37%, 육성비육사 0.29%, 임신사 0.28% 및 분만사 0.15%로 분만사가 가장 낮았다(p<0.05). 이러한 경향은 $P_2O_5$ 및 $K_2O$ 성분에서도 같은 경향으로 조사되었다. 4. 돼지 슬러리의 유기물 함량의 경우에도 $2.7%{\sim}5.9%$까지 차이를 보이고 있었으며, OM/N은 평균 16.4로 조사되었다. 5. 슬러리 돈사형태별 슬러리의 BOD 농도는 평균 $21,856.3mg/{\ell}$로 조사되었으며, 돈사별로는 분만사에서 배출된 슬러리의 BOD 농도가 $16,211mg/{\ell}$로 가장 낮게 조사되었다. 반면에 비육사 $38,537mg/{\ell}$, 자돈사 $18,990mg/{\ell}$, 임신사 $23,687mg/{\ell}$로 비육사에서 배출된 슬러리의 BOD 농도가 가장 높은 것으로 조사되었다. 6. 돼지슬러리의 평균 COD 농도는 $33,883mg/{\ell}$로 조사되었으며, 분만사의 경우 $24,587mg/{\ell}$로 농도가 가장 낮은 것으로 조사되었다. 그리고 자돈사 $18,990mg/{\ell}$, 비육사 $45,886mg/{\ell}$, 임신사 $34,130mg/{\ell}$로 조사되었다. 그리고 SS 농도의 경우 평균농도는 $41,253mg/{\ell}$로 조사되었다. The purpose of this study was to determine the effect of re-establish the amount and major compositions of slurry from swine farms. The results obtained in this study was summarized as follow; The quantity of wastewater produced from the average volume of pig slurry was $4.64{\ell}$ /head/day and $4.68{\ell}$ in spring, $4.70{\ell}$ in summer, $4.70{\ell}$ in autumn, and $4.49{\ell}$ in winter. The average moisture content of slurry was 95.5%. And the composition of pig slurry contents of N, $P_2O_5$ and $K_2O$, were 0.27, 0.20 and 0.17% in slurry, respectively. The water pollutant concentration in slurry of swine farms, $BOD_5,\;COD_{MN}$, SS, T-N and T-P, was $21,856mg/{\ell},\;33,883mg/{\ell},\;41,253mg/{\ell},\;2,869mg/{\ell}$ and $565mg/{\ell}$, respectively.

      • 돼지분뇨 특성에 따른 기계교반 퇴비화시설의 적정용적 산정 연구

        곽정훈,최동윤,박치호,정광화,김재환,유용희,윤창규,라창식,Kwag, J.H.,Choi, D.Y.,Park, C.H.,Jeong, K.H.,Kim, J.H.,Yoo, Y.H.,Youn, C.K.,Ra, C.S. 한국축산환경학회 2008 축산시설환경학회지 Vol.14 No.2

        돼지분뇨 특성에 따른 기계교반 퇴비화시설의 적정용적 산정을 위하여 돈분 및 톱밥에 함유되어 있는 수분투입량과 발효온도, 유기물 분해율 및 수분감소율 등의 변화를 조사하여 적정 용량을 산정하기 위하여 본시험을 실시하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 발효조내 온도는 발효조내 혼합물 투입 후 4일 이상 경과해야 발효온도가 $70^{\circ}C$ 이상 유지되었으며, 발효조내 투입되는 혼합물(돈분+톱밥)의 수분함량은 평균 72.9%로 추천치보다 높게 조사되었으나, 적정수분함량 조정은 발효조 27m 지점 즉, 투입후 $5{\sim}6$일후에나 적정 수분 함량이 되었다. 2. 투입되는 열량가는 현물상태에서 평균 1,127.3kca/kg이고 질소, 인산 가리성분은 각각 1.0%, 1.1, 및 0.38%로 조사되었으며 OM/N은 26.3로 조사되었으며 완제품의 수분 함량은 평균 65.3%였으나 겨울철과 나머지 계절간에는 유의적인 차이가 나는 것으로 조사되었다(p>0.05). 3. 퇴비화과정 중의 유기물 분해율은 평균 3.53%였으며, 계절별로는 봄철이 3.88%로 가장 높았고, 가을과 여름은 각각 3.47, 3.52%로 비슷한 경향을 보였다. 그러나 겨울철에는 3.23%로 봄철에 비하여 약 16.8% 정도 분해율이 낮아 퇴비화기간 동안의 수분감소 량의 경우 유의적인 차이가 나는 것으로 조사되었다(p>0.05). 4. 퇴비화시설의 용적 산정에 사용할 인자를 도출하기 위해 앞서 수행한 시험결과에 의거하여 돼지의 성장단계별 분뇨발생량, 계절별 수분증발량, 유기물 감소율, 용적 중 감소율, 톱밥수분량 및 계절별 수분발생량을 산출하였다. 양돈농가에서 돼지의 사육규모가 2000두를 기준으로 하여 용적을 산정시 슬러리 돈사의 경우 적정 퇴비화 용적은 여름철 $281m^3$, 겨울철 $260m^3$으로 약 7.5%($21m^3$) 차이가 났으며, 돈분뇨 및 세정수 등을 포함한 농가의 경우에는 여름철 $412m^3$, 겨울철 $359m^3$로 계절간에는 약 12.9%($53m^3$)의 차이가 나는 것으로 계산되었다. 5. 따라서 양돈농가에서의 기계교반 퇴비화 시설을 이용하여 돈분뇨를 퇴비화 하는 경우 계절별 수거되는 돈분의 수분 함량과 유기물 분해율 및 수분증발가능량 등을 고려하여 퇴비화 용량을 산정하는 것이 바람직하다고 생각된다. This study was carried out to investigate evaporation rate of moisture per surface area and degradation rate of organic matter in full scale escalator reversing composting facility were analyzed to develope a computer program for the computation of an optimum volume of composting facility according to handling methods of swine farm, moisture levels of manure, degradation rate of organics and evaporation rate of moisture during composting. The obtained results can be followed as bellow; The temperature in full scale escalator reversing composting facility during composting reached $70^{\circ}C$ in 4 days and maintained until 11 days. Reduction rate of moisture and density was average 1.20% and 29.7%, respectively. Annual degradation rate of organic matter was 3.53%, showing lowest rate in winter as 3.23%. These seasonal degradation rate could be a factor to be considered for proper management and installation of composting facility. When computed with the amount of feces, urine, slurry and manure plus wastewater produced, the optimum volumes of composting facility for slurry and manure plus wastewater including each 95% moisture was $229m^3$ and $277m^3$, respectively, showing 21% ($48m^3$) difference.

      • 양돈농가에서의 계절별 세정수 발생량 및 주요 오염원 재설정 연구

        곽정훈,최동윤,김재환,정광화,조승희,정만순,강희설,라창식,Kwag, J.H.,Choi, D.Y.,Kim, J.H.,Jeong, K.H.,Cho, S.H.,Jeong, M.S.,Kang, H.S.,Ra, C.S. 한국축산환경학회 2009 축산시설환경학회지 Vol.15 No.3

        양돈농가에서의 계절별 돈사배출수 발생량 재설정을 위하여 돈사내에서 스크레퍼 및 인력으로 돈분을 분리수거하여 분은 퇴비화하고 배출수는 활성오니법을 이용하여 정화처리하고 있는 농가를 5 농가를 선정하여 돈사배출수량 및 배출수의 특성을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 양돈농가에서의 세정수 발생량 재선정을 위하여 선정된 농가의 평균 돼지 사육두수는 1,718.9두/호 였으며 돼지분뇨처리는 돈사내에서 스크레퍼 또는 인력에 의해 돈분뇨를 수거하고 있었다. 2. 양돈농가에서 매일 돼지두당 발생되는 돈사배출수 발생량은 4계절 평균 돈사배출수량 약 $2.49{\ell}$/두/일 였으며, 여름철에 $2.65{\ell}$/두.일로 가장 많이 발생되었고, 겨울철에는 $2.35{\ell}$/두.일로 여름철에 비하여 일일 두당 $0.30{\ell}$/두/일가 적은 것으로 조사되었다(p<0.05). 이는 기존의 돼지분뇨배출원 단위중 세정수 발생량 $4.4{\ell}$/head/day 보다 약 43%가 감소된 것으로 조사되었다. 3. 조사농가의 계절별 세정수 발생량의 경우에도 조사농가마다 발생량이 차이가 나는 것으로(p<0.05) 조사되었으며, 농가별로도 평균 세정수 발생량이 조사 A 농가는 $1.79{\ell}$/두/일, 농가 B $2.67{\ell}$/두/일, 농가 C $2.42{\ell}$/두/일, 농가 D 3.33 및 조사 E 농가의 경우에는 $2.16{\ell}$/두/일으로 조사농가마다 돼지의 사육방법 및 관리방법 등에 따라서 세정수 발생량이 크게 차이가 나는 것으로 조사되었다. 4. 조사농가에서의 수거된 세정수의 평균 BOD는 평균 $4,68{\pm}325\;mg/{\ell}$였으며, 계절에 따라 BOD의 농도 차이가 나는 것으로 조사되었다. 5. 계절별로는 겨울철이 $5,257{\pm}394\;mg/{\ell}$로 봄, 여름, 가을에 비하여 높았으며, SS 평균농도는 $2,122{\pm}279\;mg/{\ell}$로 조사되었으며, 가을철에 채취된 시료에서 조사농가 평균 $1,925{\pm}370\;mg/{\ell}$으로 가장 낮은 수치를 보였으나 통계적으로 유의적인 차이를 보이지는 않았다(p<0.05) 6. 그리고 pH는 평균 $7.2{\pm}0.1$로 정상적인 수치로 조사되었으며, 겨울철이 $7.4{\pm}0.1$로 여름철의 성적인 $7.1{\pm}0.1$ 보다 약간 높은 것으로 조사되었다. 7. 또한 비료성분인 질소(T-N)은 $3,238{\pm}227\;mg/{\ell}$으로 조사되었으며, 봄철에 질소농도가 $2,260{\pm}130\;mg/{\ell}$로 조사되어 여름 $3,581{\pm}159\;mg/{\ell}$ 및 가을철 $3,428{\pm}240\;mg/{\ell}$ 및 겨울철 $3,685{\pm}277\;mg/{\ell}$ 보다 낮은 것으로 조사 되었다. 8. 그리고 인(T-P)의 함량은 평균 $118{\pm}17\;mg/{\ell}$으로 조사되었으며, 계절별로는 여름철이 $70{\pm}13\;mg/{\ell}$으로 가장 낮은 것으로 조사되었다. The purpose of this study was to determine the effect of re-establish the amount and major pollution source of swine wastewater from swine farms. The results obtained in this study was summarized as follow; The quantity of wastewater produced from the average volume of swine wastewater was $2.49{\ell}$/head/day and $2.49{\ell}$ in spring, $2.65{\ell}$ in summer, $2.47{\ell}$ in autumn, and $2.35{\ell}$ in winter. The quantity of wastewater production during summer season was higher than of the other seasons. The water pollutant concentration in wastewater of swine farms, $BOD_5$, SS, T-N and T-P, was $4,689\;mg/{\ell}$, $2,122\;mg/{\ell}$, $3,238\;mg/{\ell}$ and $118\;mg/{\ell}$, respectively.

      • 양돈농가에서 퇴비화시설별 수분변화량 분석에 관한 연구

        곽정훈,최동윤,박치호,정장화,김재환,유용희,전병수,라창식,Kwag, J.H.,Choi, D.Y.,Park, C.H.,Jeong, J.H.,Kim, J.H.,Yoo, Y.H.,Jeon, B.S.,Ra, C.S. 한국축산환경학회 2008 축산시설환경학회지 Vol.14 No.3

        양돈농가에서 설치되어 운영되고 있는 퇴비화시설에 대한 수분 증발량에 대한 조사결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 돼지사육 두수는 단순 퇴비사 1,433두/호, 기계교반 퇴비화 시설 설치농가는 3,500두/호 이었다. 2. 퇴비화시설의 용적은 단순 퇴비사 $0.33m^3$/두, 기계교반 퇴비화시설 설치농가는 $0.25m^3$/두로 퇴비화시설 용적이 약 24.2% 정도 적은 것으로 조사되었다. 3. 조사농가의 수거돈분의 평균 수분 함량은 단순퇴비사 86.8%, 기계교반 85.7%로 기계교반 퇴비화시설 설치농가의 돈분의 수분 함량이 약 1.3% 정도 낮은 것으로 조사되었다. 4. 1일 투입되는 수분량은 단순 퇴비사 $4.1kg/m^3$/일, 기계교반 퇴비화시설 설치농가는 $6.5kg/m^3$/일로 기계교반 설치농가에서 약 36.9% 정도 단위면적당 수분량이 높게 투입되는 것으로 조사되었다. 5. 퇴비화기간동안의 발효온도는 단순퇴비화 시설에서 최고온도가 $45^{\circ}C$ 정도 상승하였으나, 기계교반 퇴비화시설 설치농가에서의 최고 발효온도는 $70^{\circ}C$까지 상승하는 것으로 조사되었다. 6. 수분 감소량은 퇴비화 시설 $1m^3$당 단순퇴비사 3.7 kg, 기계교반 5.2 kg으로 기계교반 퇴비화 시설이 약 28.8% 높은 것으로 조사되었는데 이는 퇴비더미내 발효온도 차이에 의한 원인인 것으로 판단되어졌다. 7. 퇴비화후 비료성분 함량은 질소 함량은 각각 0.84% 및 0.86%로 비슷한 경향으로 조사되었으며, ${P_2}{O_5}$(%) 성분도 0.78% 및 0.74%로 단순퇴비화시설에서 약간 높은 경향을 보였다. 그러나 OM 및 OM/N은 처리간에 큰 차이가 없는 것으로 조사되었다. 8. 따라서 양돈농가에서의 기계교반 및 단순퇴비화 시설을 이용하여 돈분뇨를 퇴비화하는 경우 돈분의 수분함량과 발효온도 및 수분 증발가능량 등을 고려하여 퇴비화 효율을 향상시키는 노력이 필요할 것으로 생각된다. The results of the research on the amount of water evaporation from composting facilities operated in swine farms are below. The number of swine per a farm was 1433 head/farm for a Simple Composting Facility (SCF) and 3500 head/farm for a Escalator composting facility(ECF) system. The capacities of the SCF and the ECF were $0.33m^3/head$ and $0.25m^3/head$, respectively. The ECF had 24.2% less capacity than the SCF. The average water contents in the swine manure for the CP and the ECF of the surveyed farms were 86.8% and 85.7%, respectively, which revealed the ECF had 1.3% less average water content than the SCF. Daily water inputs into the SCF and the ECF were $4.1kg/m^3/day$ and $6.5kg/m^3/day$, respectively. The ECF had approximately 36.9% higher water input than the SCF. Fermentation temperatures during the composting period for the SCF and the ECF were up to $45^{\circ}C$ and $70^{\circ}C$, respectively. The decreases in water contents per each square meter for the SCF and the ECF were 3.7 kg and 5.2 kg, respectively. The ECF lost approximately 28.8% more water content than the ECF, which would be caused by the difference of fermentation temperature between two systems. Fertilizer components after composting were examined. Nitrogen contents of the SCF and the ECF were similar (0.84% and 0.86%, respectively) and ${P_2}{O_5}$ contents were 0.78% and 0.74%, respectively, showing the SCF had slightly higher content than the ECF. However, OM and OM/N did not show the difference between two systems. Hence, efforts to increase composting efficiency with considerations of the water content of swine manure, fermentation temperature, and water evaporation potential should be done when the SCF and the ECF were used in swine farms.

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